

研究以生育期相近但灌浆速率存在差异的两个小麦品种济麦22和济麦43为研究对象,利用淀粉结构分析和基因表达谱分析等方式,解析了小麦籽粒灌浆过程中淀粉结构随淀粉延伸的变化及相关基因表达情况。结果表明,灌浆速率不仅影响早期淀粉的积累,而且对淀粉结构具有长期影响。淀粉生物合成过程并非匀速进行,大部分淀粉在灌浆开始后19天内完成合成。淀粉结构的形成滞后于淀粉的合成,但灌浆早期形成的结构与最终形态高度相关。淀粉生物合成过程与直链淀粉链延长、分支数量增加、B型颗粒数量增多以及A型颗粒扩张密切相关。进一步分析关键基因表达谱显示,不同基因对灌浆速率表现出差异化响应,这种基因表达的失衡可能是导致结构差异的关键因素。较快的灌浆速率会提前激活淀粉生物合成相关基因(尤其是GBSSI基因),促使直链淀粉链优先延长、结晶度提高并形成更多B型颗粒。该研究为理解灌浆期淀粉结构的形成机制提供了新视角,为小麦品质育种提供重要参考。
作物所李豪圣研究员和刘建军研究员为论文通讯作者,李法计博士为论文第一作者。该研究得到国家农业科技重大项目(NK20220604)、泰山学者攀登计划项目(tspd20221108)、山东省自然科学基金(ZR2023MC205)、山东省重点研发计划项目(2022LZGC005和2023CXPT079-2)和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-03-06)的资助。( 撰写:李法计 核稿:李峰)